보고서 정보
주관연구기관 |
홍익대학교 Hongik University |
연구책임자 |
노삼혁
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참여연구자 |
이동희
,
최종무
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보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2007-11 |
과제시작연도 |
2006 |
주관부처 |
과학기술부 |
사업 관리 기관 |
한국과학재단 Korea Science and Engineering Foundtion |
등록번호 |
TRKO200800068429 |
과제고유번호 |
1350004557 |
사업명 |
특정기초연구지원 |
DB 구축일자 |
2013-04-18
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키워드 |
운영체제.시스템 소프트웨어.차세대 비휘발성 메모리.메모리 계층구조.보조 기억 장치.임베디드 시스템.Operating System.System Software.Next Generation Non-Volatile Memory.Memory Hierarchy.Secondary Storage.Embedded System.
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초록
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차세대 비휘발성 메모리의 출현에 따라 이를 성능적, 기능적 측면에서 최대한 활용할수 있도록 하는 운영체제 구조의 설계
제 1 세부 과제에서는 차세대 비휘발성 램에 저장되는 영속적 데이터 자원에 대한보호, 저비용 갱신, 오류회복 등의 주제로 다양한 연구가 진행되었다. 제 2 세부 과제에서는 컴포넌트 기반 운영체제, 동기화 연산, 성능/신뢰성 비용 함수, 비용이 최적화되는 컴포넌트 배치 기법 등의 주제로 연구가 진행되었다. 제 3 세부 과제에서는 플래시 메모리와 차세대 비휘발성 램이 통합된 새로운 형태의 메모리 카드 설계, 휘발<
차세대 비휘발성 메모리의 출현에 따라 이를 성능적, 기능적 측면에서 최대한 활용할수 있도록 하는 운영체제 구조의 설계
제 1 세부 과제에서는 차세대 비휘발성 램에 저장되는 영속적 데이터 자원에 대한보호, 저비용 갱신, 오류회복 등의 주제로 다양한 연구가 진행되었다. 제 2 세부 과제에서는 컴포넌트 기반 운영체제, 동기화 연산, 성능/신뢰성 비용 함수, 비용이 최적화되는 컴포넌트 배치 기법 등의 주제로 연구가 진행되었다. 제 3 세부 과제에서는 플래시 메모리와 차세대 비휘발성 램이 통합된 새로운 형태의 메모리 카드 설계, 휘발
성 램과 비휘발성 램 혼용 관리 기법 등의 주제로 연구가 진행되었다.
제 1 세부 과제에서는 차세대 비휘발성 램에 저장되는 영속적 데이터 자원에 대한보호, 저비용 갱신, 오류회복 등의 주제로 다양한 연구가 진행되어 NVRAM의 공간적 효율성을 고려한 엑스턴트 기반의 NVRAM용 파일 시스템인 NEBFS (NVRAMExtent-based File System)이 설계/구현 되었고 이와 함께 플래시 메모리 환경에서 시스템 소프트웨어의 신뢰성을 높이기 위해 개발 환경을 구축하였다. 이러한 연구를 근거로 총 8편의 논문을 발표하였다. 제 2 세부 과제에서는 컴포넌트 기반 운영체제,동기화 연산, 성능/신뢰성 비용 함수, 비용이 최적화되는 컴포넌트 배치 기법 등의 주제로 연구가 진행되어 적응형 블록 교체정책 개발과 선반입 성능 개선에 대한 연구,NVRAM을 고려한 쓰기 버퍼 관리 기법들이 개발되었으며, 총 8개의 논문이 발표되었다. 제 3 세부 과제에서는 플래시 메모리와 차세대 비휘발성 램이 통합된 새로운 형태의 메모리 카드 설계, 휘발성 램과 비휘발성 램 혼용 관리 기법 등의 주제로 연구가 진행되었다. 이를 기반으로 NVRAM과 플래시 메모리가 동시에 사용되는
Hybrid Storage를 활용하여 파일 시스템의 성능을 극대화하는 MiNVFS (Metadata in NVRAM File System)을 개발하였다. 또한, NVRAM을 활용하여 Log-Structured File System (LFS)의 단점을 보완하여 기존 LFS의 성능을 내면서도 완전한 일관성을 유지하는 새로운 LFS를 설계하고 구현하였다. 이 외에도 플래시 메모리를 위한
내장된 파일 시스템 온 칩을 설계하고 구현하였으며 플래시 메모리의 성능을 향상시키기 위한 각종 기법들을 개발하고 구현하는 총 11개의 논문이 발표되었다. 본 연구를 통해 총 27편의 논문을 발표하였다.
본 연구의 결과들은 상당수가 실제 제품에 적용되거나 적용 가능하다. 예를 들면,플래시 메모리의 펌웨어로 사용되는 FTL의 성능 향상 기법은 이미 상용 제품에 적용되고 있으며, 비휘발성 램을 이용한 플래시 메모리 저장장치의 성능 향상 기법이나 일 시스템 성능 향상 기법은 즉시 제품에 적용이 가능한 수준이다. 이러한 노우하우를 바탕으로 현재까지 기술 지도 2건, 기술 이전 4건의 성과를 이루었다. 한 인력 양성면에서의 성과를 살펴보면 지난 3년간 본 연구에 참여한 학생들 중 13명이 졸업하여 국내 우수 연구 인력 배출에 이바지 하였다. 이들 중 학부를 졸업한 학생들은 모두 석사과정으로 진학을 했으며 특히 석사 졸업생 10명 가운데 절반인 5명이 박사과정으로 진학하여 본 연구에 깊은 관심을 표하였다.
Abstract
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Design of operating system structures that exploits next generation non-volatile emory such that performance and functionality of systems are maximized
The first research direction was conducted on the issues of consistency, low cost updates, and failure recovery of perpetual data residing on non
Design of operating system structures that exploits next generation non-volatile emory such that performance and functionality of systems are maximized
The first research direction was conducted on the issues of consistency, low cost updates, and failure recovery of perpetual data residing on non-volatile RAM (NVRAM). The second research direction research was conducted on ssues such as component-based operating systems, ynchronization primitives, and performance/reliability cost functions. Finally, in the third research direction, we conducted research on issues such as combining Flash memory and NVRAM and combining volatile memory and NVRAM.
The main results of the research conducted on the issues of consistency, low cost updates, and failure recovery of perpetual data residing on non-volatile RAM (NVRAM), was the design and development of an extent-based file system that we call NEBFS (NVRAM Extent-Based File System) and the development of a virtual framework to support and enhance the reliability of system software development in systems based on emerging new storage such as Flash and
NVRAM. This line of research resulted in 8 research papers. The second line of research was conducted on issues such as component-based operating systems,
synchronization primitives, performance/reliability cost functions, and component layout to minimize costs. These researches resulted in the development of an adaptive block replacement policy, enhancements in prefetching techniques, buffer cache management policies that considers write operation in NVRAM. A total of 8
research papers were produced from these studies. Finally, in the third research direction, we conducted research on issues on combining Flash memory and
NVRAM as well as combing volatile memory and NVRAM. From these studies, we designed and implemented the MiNV (Metadata in NVRAM) file system that drastically improves the performance of Flash memory based file systems through
the use of NVRAM. We also developed and implemented techniques to improve the performance of the Log-structured File System (LFS) by using the nonvolatile feature of NVRAM, resulting in a file system that performs as well as the original LFS, but that guarantees total consistency. Other studies such as the development of a system-on-chip file system for embedded systems and various optimization issues for Flash memory based file systems were conducted. A total of 11 papers were published out of this line of research. A grand total of 27 papers have been published as a result of this research. The results of this research are by no means just for the paper. A majority of our results have either been used in real commercial products or can easily be
done so. The results of enhancement techniques for the FTL firmware for Flash memory an example of the former, while the MiNV file system is one that may be deployed commercially almost immediately. Out of this research, we were able to provide two counts of technical consultations and 4 counts of technology transfers.
Finally, through this research we were able to graduate a total of 13 students with strong expertise in the field of embedded and operating systems. Many of these students have chosen to pursue a higher degree due to their high interest in this field of study.
목차 Contents
- Ⅰ. 연구계획 요약문...3
- 1. 국문요약문...3
- Ⅱ. 연구결과 요약문...4
- 1. 국문요약문...4
- 2. 영문요약문...5
- Ⅲ. 연구내용...6
- 1. 서론...6
- 2. 연구방법 및 이론...11
- 3. 결과 및 고찰...14
- 4. 결론...71
- 5. 인용문헌...72
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